低频弹性波的发送与接收单元设计-通信与信息系统专业论文.docxVIP

低频弹性波的发送与接收单元设计 作者姓名： 衣少磊 入学时间： 2008 年 9 月 专业名称： 通信与信息系统 研究方向： 现 代通信 系统与管理技术 指导教师： 吕 文 红 职 称： 副 教 授 副指导教师：郝 建 军 职 称： 副 教 授 论文提交日期： 2011 年 5 月 论文答辩日期： 2011 年 6 月 授予学位日期： THE SENDING AND RECEIVING UNIT DESIGN ABOUT LOW-FREQUENCY ELASTIC WAVES A Dissertation Submitted in Fulfillment of the Requirements for the Degree of MASTER OF PHILOSOPHY from Shandong University of Science and Technology by Yi Shaolei Supervisor: Professor Lv Wenhong College of Information and Electrical Engineering May 2011 声 明 本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文 献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机 关作鉴定。 硕士生签名： 日 期： AFFIRMATION I declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Philosophy in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been submitted for qualification at any other academic institute. Signature: Date 山东科技大学硕士学位论文摘要 山东科技大学硕士学位论文 摘要 摘 要 弹性波传播的理论在地震学、水声学、地球物理和土木工程中的应用日益广泛，近 年来受到的关注越来越多。弹性波传播理论应用到矿井救灾透地通信，是一个新的研究 领域，本文采用搭建模拟平台进行透地实验的方式，借鉴弱信号检测的相关知识，设计 研究低频弹性波透地通信收发单元的组成部分，从系统耦合性以及换能器的研究中设计 一个透地收发单元，以提高透地通信效率。 论文综述了大地地层的不均匀性、多径效应、吸收损耗等对弹性波信号的影响。针 对这些特性，进行弹性波发送与接收单元的选择与设计工作。研究工作主要有：建立弹 性波换能器与大地紧密接触的耦合模型，通过分析计算，加强透地通信系统硬件设备的 对地适应性；设计以 AD620N 为主控芯片的低噪声高增益前置放大电路；最后在前期工 作的分步调试完毕下选择最佳的弹性波收发单元方案，搭建简单的低频弹性波透地通信 实验平台，分析系统衰减特性以及低频段内弹性波在模拟中砂岩内的传播特性，进一步 优化系统设计。 论文介绍的弹性波透地通信信号接收方案以及在弹性波透地通信实验平台下进行的 透地实验，为后续的弹性波透地通信系统研究以及矿产资源开发、探测提供了一定的借 鉴经验。 关键词：弹性波透地通信，低噪，耦合，弱信号检测 Abstract Elast ic wave propagation theor y has been used widely in seismology, underwater acoust ics, geophysics and civil engineer ing, and concer ned more and more in recent years. Using elast ic wave theor y in mine disaster relief communication is a new research area. This paper takes the way of build ing a simulation platform to carry Through-the-Earth exper iment, draws on know ledge of the weak signa l detection, designs to study the transceiver unit part of